锂过渡金属磷酸盐的制备方法技术

本发明专利技术公开一种锂过渡金属磷酸盐的制备方法。所公开的锂过渡金属磷酸盐的制备方法包括：混合步骤，把包括锂、过渡金属及磷酸的反应原料注入反应器，在所述反应器内，以分子水平进行混合(mixing?at?the?molecular?level)；以及晶核生成步骤，在所述反应器内，使所述反应原料发生化学反应(chemicalreaction)，生成晶核(nucleating)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术公开一种。尤其公开一种包括以下步骤的把包括锂、过渡金属及磷酸的反应原料注入反应器，以分子水平进行混合(mixing at the molecular level),使得发生化学反应(chemicalreaction),生成晶核(nucleating)。
技术介绍
锂过渡金属磷酸盐(LiMPO4 M为过渡金属，以下简称LMP)是有望用作锂二次电池的阳极活性物质的物质。作为这种LMP的制备方法，例如有固相法及溶胶凝胶法。 所述固相法作为混合固相的反应原料进行热处理制造LMP的方法，热处理温度高，为制造均匀的纳米粒子，需使用数百纳米以下微粒的反应原料，因此，存在对反应原料的依赖度提高，价格竞争力下降的问题。另外，就固相法的情形而言，热处理本身也需要在还原气氛下进行，因而需要格外注意。另外，LMP由于材料特性上的原因，导电率低，为体现电池特性，需要在LMP粒子的表面涂布导电性材料，在使用固相法的情况下，存在这种表面涂布难的问题。所述溶胶凝胶法(Sol-Gel)作为在把金属醇盐原料制成溶胶状态后，通过缩合反应使得凝胶化，然后进行干燥及热处理来制造LMP的方法，由于使用的反应原料的价格高，是基于有机溶剂的反应，所以制造费用高。
技术实现思路
要解决的技术问题本专利技术的一个实施方式提供一种包括以下步骤的把包括锂、过渡金属及磷酸的反应原料注入反应器，以分子水平进行混合(mixing at themolecular level),使得发生化学反应(chemical reaction),生成晶核(nucleating)。解决问题的技术方案本专利技术的一个方面提供一种，包括混合步骤，把包括锂、过渡金属及磷酸的反应原料注入反应器，在所述反应器内，以分子水平进行混合(mixing at the molecular level);以及晶核生成步骤，在所述反应器内，使所述反应原料发生化学反应(chemicalreaction),生成晶核(nucleating)。所述过渡金属可以包括选自由Fe、Mn、Co及Ni构成的组的至少I种。所述化学反应可以是酸碱反应。所述反应原料可以以溶液形态及悬浮液形态中的至少一种形态注入所述反应器。所述反应原料可以包括酸性原料及碱性原料，所述酸性原料可以通过第一原料注入管线注入所述反应器，所述碱性原料可以通过第二原料注入管线注入所述反应器。所述酸性原料可以包括锂、过渡金属及磷酸，所述碱性原料可以包括无机碱。所述酸性原料可以包括过渡金属及磷酸，所述碱性原料可以包括锂。所述酸性原料可以包括锂及磷酸，所述碱性原料可以包括过渡金属。所述碱性原料可以包括锂及过渡金属，所述酸性原料可以包括磷酸。所述分子水平的混合所需的时间(Tm)可以比所述晶核生成所需的时间(Tn)短。所述Tm可以为1(Γ 00μ S，所述Tn可以为Ims以下。所述反应器的内部温度可以保持在(T90°C。所述反应原料中，相对于磷酸的锂+过渡金属的摩尔比((Li+M)/磷酸)可以为I. 5 2. 5。在所述反应器内，所述反应原料的滞留时间可以为lmiTlOs。 所述反应器可以是具备限定内部空间的室(chamber)、配置于所述室内并填充有多孔性填充材料的可旋转的透过性填充床(permeable packed bed)、将所述反应原料注入所述内部空间的至少I个原料注入管线、以及从所述内部空间排出浆料的浆料排出口的超重力方定转填料床反应器(high gravity rotating packedbed reactor)。所述反应器可以进一步配备从所述内部空间排出气体的气体排出口。所述多孔性填充材料可以包括钛。所述透过性填充床的离心加速度可以保持在1(T100，OOOm/s2。所述锂过渡金属磷酸盐可以具有橄榄石型晶体结构(olivine typecrystalstructure)。有益效果根据本专利技术的一个实施方式，通过包括把包括锂、过渡金属及磷酸的反应原料注入反应器，以分子水平进行混合(mixing at the molecular level),使得发生化学反应(chemical reaction),生成晶核(nucleating)这样的步骤,从而能够提供一种能够以低廉的费用大量生产粒度分布均一且纯度高的LMP的。附图说明图I是简要显示本专利技术一个实施方式的中使用的超重力旋转填充床反应器的剖面图。图2是本专利技术实施例I制备的锂过渡金属磷酸盐纳米粒子的TEM照片。图3是本专利技术实施例I制备的锂过渡金属磷酸盐纳米粒子的XRD衍射图。图4是本专利技术实施例2制备的锂过渡金属磷酸盐纳米粒子的TEM照片。图5是本专利技术实施例2制备的锂过渡金属磷酸盐纳米粒子的XRD衍射图。图6是本专利技术实施例3制备的锂过渡金属磷酸盐纳米粒子的TEM照片。图7是本专利技术实施例3制备的锂过渡金属磷酸盐纳米粒子的XRD衍射图。图8是本专利技术实施例4制备的锂过渡金属磷酸盐纳米粒子的TEM照片。图9是本专利技术实施例4制备的锂过渡金属磷酸盐纳米粒子的XRD衍射图。具体实施例方式接下来，就本专利技术一个实施方式的进行详细说明。本专利技术一个实施方式的包括混合步骤，把包括锂、过渡金属及磷酸的反应原料注入反应器，在所述反应器内，以分子水平进行混合(mixingat the molecular level);以及晶核生成步骤,在所述反应器内，使所述反应原料发生化学反应(chemical reaction),生成晶核(nucleating),使之生长(crystal growing)成纳米大小。之后，通过对所述反应中排出的浆料进行过滤、清洗、干燥及/或热处理，能够获得均一的纳米大小的锂过渡金属磷酸盐(LMP)。在本说明书中，所谓“锂”，根据情况，是指锂化合物、锂原子及/或锂离子，所谓“过渡金属”，根据情况，是指过渡金属化合物、过渡金属原子及/或过渡金属离子。另外，所述过渡金属可以包括选自由Fe、Mn、Co及Ni构成的组中的至少I种。另外，在本说明书中，所谓“分子水平的混合”，是指各分子之间混合的水平的混合。一般而言，“混合(mixing) ”可以分为“宏观混合(macro-mixing) ”与“微观混合(micro-mixing) ”,宏观混合是指容器水平(vessel scale)的混合,微观混合与前述分子水平的混合含义相同。 所述反应原料可以以溶液形态及悬浮液形态中的至少一种形态注入所述反应器。另外，所述反应原料可以包括酸性原料及碱性原料。此时，所述酸性原料可以通过第一原料注入管线注入所述反应器，所述碱性原料可以通过第二原料注入管线注入所述反应器。具体而言，所述酸性原料与所述碱性原料分别通过所述第一原料注入管线及第二原料注入管线注入所述反应器，在所述反应器内，以分子水平混合后，经诸如酸碱反应这样的化学反应，形成LMP纳米粒子。所述酸性原料可以包括锂、过渡金属及磷酸。具体而言，所述酸性原料可以包括锂氯化物、过渡金属氯化物及Η3Ρ04。所述酸性原料例如可以是LiCl/FeCl2/H3P04水溶液或水悬浮液。此时，所述碱性原料可以包括诸如NH4OH这样的无机碱。另外，所述酸性原料可以包括过渡金属及磷酸，所述碱性原料可以包括锂。具体而言，所述酸性原料可以包括诸如FeCl2这样的过渡金属氯化物及H3PO4，所述碱性原料可以包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金千中，朴然庭，张东圭，朴志镐，梁佑荣，
申请(专利权)人：三星精密化学株式会社，
类型：
国别省市：